《流體力學與流體機械 第2版》-王貞濤 習題解答

習題思路與解答第一章1-1解：首先求出水的體積壓縮系數，然后求其倒數，得出液體的體積模量1-2解：根據完全氣體狀態(tài)方程，，，，，空氣體積減小490%。1-3解：輸水管的體積為：壓縮率：對于1-4解：1-5解：1）2）當h=0.02時，F最小。1-6解：依據牛頓內摩擦定律，第二章2-1解：一般指計示壓強：2-2解：等壓面，2-3解：考慮計示壓強，從右到左壓強依次求得，，2-4解：帕斯卡的定律適用于同種流體，因此作用在水上的壓強為，此壓強傳遞給水銀，2-5解：1）空氣體積不變。，2）自由液面達到底部時，液體只剩一半。即存在2-6解：空氣的體積不變，因此有2-7解：等壓面方程，壓強分布規(guī)律，，邊界上，x=z=0,p=02-8解：上游水產生的壓力為，上游水壓力中心為，距離旋轉點A的力臂，下游水產生的壓力為，下游水壓力中心為，距離旋轉點A的力臂，對于1）下游無水時，存在力矩，對于2）下游有水時，存在力矩，2-9解：水平方向的壓力，豎直方向的作用力為壓力體，力，2-10解：上有水的壓力，對應的力臂，下有水的壓力，對應的力臂，根據力矩平衡，解得，2-11解：下層液體的浮力，上層液體的浮力，立方體的重量，，得出第三章3-1解：3-2解：1）均質流體，2）不可壓縮均質流體，3）定常運動，3-3解：1）,,積分得：，邊界條件：，則所以跡線方程為，2）流線方程，，即積分得，，邊界條件：，則所以跡線方程為，3-4解：1）；2）；3-5解：，，→，，，→3-6解：1），，，不可壓縮流體的運動是可能存在的。2），，，不可壓縮流體的運動是可能存在的。3-7解：1）2）3-9解：1），不計質量力，，積分得，，當,，所以（）2），不計質量力，，當，，當，帶入1）中的壓強分布，可得1）中的壓強分布。3-10解：，第四章4-1解：吸風管中的速度為，列進口處到測壓管斷面處的BE，考慮進口速度為零，4-2解：根據C.E.，，A點處的能量，B點處的能量，

判斷能量大小，確定流向。4-3解：1）列自由液面至水泵進口處的伯努利方程，，解之得，2）列自由水面至吸水管進口斷面的伯努利方程，4-4解:1）列自由液面至管道出口的B.E.，設管中流速為v，列自由液面至B點斷面處的B.E.，，2）此時B點的相對壓強為，列自由液面至B點斷面處的B.E.，4-5解：列自由液面0-0至出口1-1的伯努利方程，列斷面1-1到斷面2-2的伯努利方程，以及連續(xù)性方程，其中，其中聯合求解，4-6解：，，列自由液面至出后的B.E.，，，依次求出，4-7解：列自由液面至出口的B.E.，，根據連續(xù)性方程，，從自由液面依次到1-1斷面，2-2斷面，3-3斷面，4-4斷面，列B.E.，，，，4-8解：坐標系建立在平板上，x方向垂直于平板。列動量方程（平板對射流的作用力垂直于平板，向左），由伯努利方程、連續(xù)性方程，，，x方向，y方向，得出，，4-9解：由連續(xù)性方程和伯努利方程，，（）得出，列動量方程，將分解為和，→得出，，4-10解：，列1-1斷面至2-2斷面的伯努利方程，，得出，列動量方程，將分解為和，→得出，，4-11解：1）噴嘴出口的相對速度為，圓周速度，，絕對速度在圓周上的分量，根據動量矩定律，2）若不讓它轉動，則4-12解：首先畫出進出口速度三角形，，，第五章5-4解：根據比例關系求解，，5-5解：，采用重力相似準則，5-7解：采用粘性相似準則，5-8氣流在圓管中流動的壓降可通過水流在有機玻璃管中的實驗得到。已知圓管氣流的vp=20m/s、dp=0.5m、ρp=1.25kg/m3、υp=1.5×10-7m2/s；模型采用dm=0.1m、ρm=1000kg/m3、υm=1.0×10-6m2/s。試確定：1）模型流動中流速度vm；2）若測得模型管中2m長管道的壓降，求氣流通過20m長管道的壓降。解：1）采用雷諾相似準則顯然要采用自動?；瓌t，臨界雷諾數為Rec2）采用歐拉相似準則，即可求出。第六章6-1解：1）管中的速度20℃水的粘度為，，，流動為湍流2）20℃的重燃油的粘度為，，流動為層流6-2解：1）10℃水粘度為，，，流動為層流2）當管徑為30mm時，，流動為湍流3），6-3解：=6-4解：假定流動為層流，則驗證，，，為層流。6-5解：列斷面1-1到斷面2-2的伯努利方程，6-6解：列斷面1-1到斷面2-2的伯努利方程，判斷分區(qū)，首先假定在阻力平方區(qū)，然后求出后在驗證是否正確。1）2）采用希夫林松公式，，則驗證符合。6-7解：假定流動為阻力平方區(qū)。則沿程阻力系數有，查表求出局部損失有，（進口），（閘門），（轉彎，3個）查表求出水的運動粘度，列自由液面至水管出口的B.E.，則則，求出后，通過Re驗證假定。求得，6-8解：普通舊的鑄鐵管的當量粗糙度為，假定流動處于阻力平方區(qū)，查莫迪圖，則沿程阻力系數為，對應的局部阻力系數，（進），（轉），（閥），（出）列上（0-0）下（1-1）游自由液面的伯努利方程，設管中流速為v，求出后，通過Re驗證假定。求得，6-9解：列自由液面（0-0）至B點斷面（1-1）的伯努利方程，管中流速為v（1），化簡為，列自由液面至出口（2-2）斷面的B.E.（2），化簡得，求得速度后，即可求得流量，代入（2）得出局部阻力系數。6-10解：1）若流動為層流，則沿程阻力系數為，保證列上下游自由液面的伯努利方程，化簡為，，求解得到，2）列自由液面至斷面（A-A）A的B.E.化簡得，可得。6-11解：由連續(xù)性方程，，新的低碳鋼管的當量粗糙度為（查表），設為0.05，則，，查表得，列兩液面伯努利方程，代入，求得。6-12解：由管路的串聯特性；；管道的粗糙度分比為，；；假定流動在阻力平方區(qū)，查莫迪圖，得出，，代入，可求得H，進而求壓強水頭。6-13解：列自由液面至1-1出口斷面的B.E.列自由液面（0-0）至斷面（1-1）的伯努利方程，管中流速為v（1），化簡為，列自由液面至出口（2-2）斷面的B.E.（2），化簡得，連續(xù)性方程：相對粗糙度，；；查表得，，，代入可以求出速度與流量。6-14解：水擊波的速度為，水擊波的相長，發(fā)生間接水擊，第七章7-1解：利用牛頓內摩擦定律求解7-2解：假定流動為層流，，則驗證流動，7-3解：流動的雷諾數為，流動為層流，因此管中流量為，，所以7-4解：借用同心圓環(huán)內的流動，求出誘導的速度場。求出，7-5解：假定速度分布為三次冪多項式，則待定系數可以根據相應的邊界條件確定如下：1）在平板表面上，即，；2）在平板邊界層外邊界上，即，；3）在平板邊界層外邊界上切向應力為零，即，；4）在平板表面上速度為零，，由層流邊界層微分方程，，由以上條件確定后，解得系數。求法同書